В.С. Добромыслов1, А.А. Курушин2

1, 2 Национальный исследовательский университет МЭИ (Москва, Россия)

1 mpei-dvs@mail.ru; 2 kurushin@mail.ru

Постановка проблемы. В технике СВЧ применяются высокодобротные дисковые диэлектрические резонаторы (ДР) с азимутальными колебаниями (резонаторы с модами шепчущей галереи), которые в диапазоне миллиметровых и сантиметровых волн используются в СВЧ-генераторах с низким уровнем фазовых шумов, в частотных дискриминаторах, для высокоточных измерений диэлектрической проницаемости и угла потерь материалов. Более высокими добротностями обладают дисковые ДР, изготовленные из таких одноосных кристаллов, как лейкосапфир или кристаллический кварц. В предварительных исследованиях ДР с азимутальными колебаниями (АК) на основе двух соосно расположенных дисков отмечался эффект повышения добротности относительно добротности одиночных ДР. Таким образом, оценка достижимых величин добротности пластинчатых ДР из кристаллических материалов является актуальной задачей.

Цель. Исследовать возможность повышения добротности пластинчатых ДР с АК на основе лейкосапфира и кристаллического кварца в СВЧ-диапазоне.

Результаты. Проведено исследование основных мод HEn,1,1 пластинчатых ДР из лейкосапфира и кристаллического кварца. Получены зависимости резонансных частот, концентрации электромагнитной энергии во внешней среде (отношение энергии, запасенной во внешней среде, к энергии, запасенной резонатором) от величины зазора между дисками. Показано, что повышение добротности пластинчатых ДР относительно добротности одиночных ДР может составлять 15-20%.

Практическая значимость. Полученные результаты можно использовать при разработке ряда устройств СВЧ-диапазона на основе пластинчатых ДР с АК.

Добромыслов В.С., Курушин А.А. Исследование пластинчатых диэлектрических резонаторов // Радиотехника. 2022. Т. 86.
№ 4. С. 132141. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202204-16

1. Вайнштейн Л.А. Открытые резонаторы и открытые волноводы. М.: Советское радио. 1966. 476 с.
2. А.с. № 1107072 G 01 R 27/26 с приоритетом от 16.12.82. Диэлектрический резонатор для измерения комплексной диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ / Взятышев В.Ф., Добромыслов В.С., Береза А.Е.; опубликовано 07.08.84.
3. Голубничая Г.В., Кириченко А.Я., Кривенко Е.В. Луценко В.И. Влияние величины зазора между дисками на добротность диэлектрического пластинчатого резонатора // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 6. С. 50-57.
4. Царапкин Д.П. Применение диэлектрических резонаторов с волнами типа «шепчущей галереи» для стабилизации частоты автогенераторов сверхвысоких частот // Радиотехника. 2002. № 2. С. 28-35.
5. Егоров В.Н. Резонансные методы исследования диэлектриков на СВЧ // Приборы и техника эксперимента. 2007. № 2. С. 5-38.
6. Добромыслов В.С., Крюков А.В. Добротность экранированных диэлектрических резонаторов // Радиотехника и электроника. 1992. Т. 37. № 12. С. 2125-2133.
7. Добромыслов В.С., Калиничев В.И., Крюков А.В. Расчет спектра собственных колебаний экранированных диэлектрических резонаторов // Известия ВУЗов. Радиофизика. 1990. Т. 33. № 9. С. 1068-1077.
8. Добромыслов В.С., Крюков А.В. Радиационная добротность дисковых диэлектрических резонаторов // Радиотехника и электроника. 1991. Т. 36. № 10. С. 2040-2045.
9. Добромыслов В.С. Подстройка резонансных частот азимутальных колебаний высокодобротных дисковых диэлектрических резонаторов // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 12(19). С. 46-52.
10. Добромыслов В.С. Резонансные СВЧ-устройства. М.: Изд-во МЭИ. 1995. 122 с.
11. Курушин А.А., Пластиков А.Н. Проектирование СВЧ-устройств в среде CST Microwave Studio. М.: НИУ «МЭИ». 2012. 152 с.
12. Егоров В.Н., Воловиков А.С. Измерение тензора диэлектрической проницаемости сапфира при температуре от 93 до 343 К // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 2001. Т. 44. № 11. С. 960-966.
13. Егоров В.Н., Масалов В.Л., Кащенко М.В., Токарева Е.Н. Кварц монокристаллический. Диэлектрическая проницаемость в диапазоне температур 77-373 К. Таблицы ГСССД № 277–2011. М.: ФГУП «Стандартинформ». Деп. 02.06.2011.